1、q 人眼人眼的分辨力仅有的分辨力仅有0.1 mmq 显微镜的发明为细胞的发现奠定了基础，没有显微镜就不可能显微镜的发明为细胞的发现奠定了基础，没有显微镜就不可能有细胞学诞生有细胞学诞生q 显微镜的发明史显微镜的发明史 1590年，荷兰眼镜制造商年，荷兰眼镜制造商J.Janssen和和Z.Janssen父子制作了第一台复式显父子制作了第一台复式显微镜（有微镜（有物镜物镜和和目镜目镜），它的放大倍数是），它的放大倍数是310倍倍Zaccharias Janssenq 显微镜的发明史显微镜的发明史 1665年，英国人年，英国人R.Hooke用自己设计与制造的显微镜（放大倍数用自己设计与制造的显微镜（
2、放大倍数40140倍）观察了软木的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁倍）观察了软木的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文文cella来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室Robert Hookeq 显微镜的发明史显微镜的发明史 1673年起，荷兰人年起，荷兰人A.van Leeuwenhoek一生中制作了一生中制作了400多台显微镜，最多台显微镜，最高的放大倍数达到高的放大倍数达到200300倍。第一个看到倍。第一个看到活细胞活细胞，第一个观察，第一个观察细菌细菌和和原生动物原生动物A.van Leeuwenhoekq 显微
3、镜的发明史显微镜的发明史 1812年，苏格兰人年，苏格兰人D.Brewster 发明发明油浸物镜油浸物镜，并改进了，并改进了体视显微镜体视显微镜 1886年，德国人年，德国人E.Abbe发明复消差显微镜，并改进了油浸物镜，至此普发明复消差显微镜，并改进了油浸物镜，至此普通光学显微镜技术基本成熟通光学显微镜技术基本成熟Brewsters microscopeErnst Abbeq 显微镜的发明史（显微镜的发明史（光学显微镜光学显微镜的最大放大倍率约为的最大放大倍率约为2000倍倍）1932年，荷兰籍德国人年，荷兰籍德国人F.Zernike成功设计了成功设计了相差显微镜（相差显微镜（phase c
4、ontrast microscope)，并由，并由Zeiss工厂制成，因而获得工厂制成，因而获得1953年度诺贝尔物理学奖年度诺贝尔物理学奖相差显微镜可以观察相差显微镜可以观察未经染色的标本未经染色的标本和和活细胞活细胞，其原理是把透过标本的，其原理是把透过标本的可见光的光程差变成振幅差，从而提高了各种结构间的对比度，使各种可见光的光程差变成振幅差，从而提高了各种结构间的对比度，使各种结构变得清晰可见结构变得清晰可见 F.Zernikeq 显微镜的发明史（显微镜的发明史（电子显微镜电子显微镜的最大放大倍率超过的最大放大倍率超过300万倍万倍）1932年，德国人年，德国人M.Knoll和和E.A
5、.F.Ruska描述了一台最初的描述了一台最初的电子显微镜电子显微镜，1940年美国和德国制造出分辨力为年美国和德国制造出分辨力为0.2 nm的商品电镜的商品电镜 1981年，瑞士人年，瑞士人G.Binnig和和H.Rohrer发明了发明了扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜而与电镜发而与电镜发明者明者Ruska同获同获1986年度诺贝尔物理学奖年度诺贝尔物理学奖H.Rohrer&G.BinnigE.A.F.Ruskaq 细胞学说的建立细胞学说的建立 十九世纪以前，着眼于细胞显微结构方面的研究和对细胞形态上描述，十九世纪以前，着眼于细胞显微结构方面的研究和对细胞形态上描述，但对各种有机体中出现细胞的意
6、义一直没有作出理论的概括但对各种有机体中出现细胞的意义一直没有作出理论的概括 19世纪世纪30年代，德国植物学家年代，德国植物学家施莱登（施莱登（M.J.Schleiden）和动物学家和动物学家施旺施旺（T.Schwann）分别在其各自的论文分别在其各自的论文植物发生论植物发生论和和动植物的结构动植物的结构和生长一致性的显微研究和生长一致性的显微研究提出：提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是生命活动的基本单位细胞是生命活动的基本单位 1858年，德国细胞病理学家年，德国细胞病理学家魏尔肖（魏尔肖（R.L.C.Virchow）提出提出“一切细胞来一切细胞来
7、源于细胞源于细胞”的著名论断，进一步完善和概括了细胞学说的著名论断，进一步完善和概括了细胞学说q 细胞学说的细胞学说的基本内容基本内容：细胞是有机体，一切动植物都是由细胞细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成发育而来，并由细胞和细胞产物所构成 所有细胞都具有基本上相同的化学组成所有细胞都具有基本上相同的化学组成和代谢活性和代谢活性 每个细胞作为一个相对独立的基本单位，每个细胞作为一个相对独立的基本单位，既有它们既有它们“自己的自己的”生命，又与其他细生命，又与其他细胞协调地集合，构成生命的整体胞协调地集合，构成生命的整体 新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生新的细胞可
8、以通过老的细胞繁殖产生M.J.SchleidenT.SchwannR.L.C.Virchowq 原核细胞（原核细胞（procaryotic cell）与真核细胞（）与真核细胞（eukaryotic cell）由原核细胞构成的生物称为由原核细胞构成的生物称为原核生物原核生物，包括所有的，包括所有的细菌细菌和和蓝藻蓝藻类类 由真核细胞构成的生物称为由真核细胞构成的生物称为真核生物真核生物，包括所有的，包括所有的动物细胞动物细胞和和植物细胞植物细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞大小大小大多数很小（0.1-10 mm）大多数较大（10-100 mm）细胞核细胞核无膜包围有双层膜包围遗传遗传环状裸露D
9、NA或者结合少量蛋白质DNA复制转录翻译同一时间地点进行线状DNA，与蛋白质结合成染色质复制转录在核中，翻译在细胞质中内膜系统内膜系统无独立内膜系统无线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、溶酶体等细胞器有，并且分化成细胞器具有各种膜包被的细胞器细胞质细胞质无细胞骨架有细胞骨架细胞膜细胞膜电子传递链、氧化磷酸化位于质膜上电子传递链、氧化磷酸化位于线粒体内膜上细胞壁细胞壁肽聚糖和壁酸组成纤维素和果胶繁殖方式繁殖方式无丝分裂无丝分裂、有丝分裂、减数分裂q 细胞的细胞的大小大小与细胞的与细胞的功能功能相相适应适应 支原体：直径支原体：直径100 nm，最简单、体积最小的原核细胞，最简单、体积最小的原核细胞
10、 鸟卵：肉眼可见，最大的真核细胞鸟卵：肉眼可见，最大的真核细胞 神经细胞：胞体直径不过神经细胞：胞体直径不过0.1 mm，但发出的纤维可长达，但发出的纤维可长达1 mq 单细胞生物仅有一个细胞单细胞生物仅有一个细胞q 细胞细胞数目数目增加增加 生物生物体积体积加大加大q 多细胞生物的细胞多细胞生物的细胞数目数目和生物体的和生物体的大小大小成成正比正比动物细胞动物细胞植物细胞植物细胞q 细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁q 细胞核细胞核q 细胞质和细胞器细胞质和细胞器 细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁q 细胞核细胞核q 细胞质和细胞器细胞质和细胞器q 细胞膜：细胞表面的被膜，又名细胞膜：细胞表面的被膜，又
11、名质膜（质膜（plasma membrane）厚度：厚度：78 nm 半透性（半透性（semipermeability）：选择通透性选择通透性 激素受体激素受体、抗原结合位点抗原结合位点、其他、其他有关细胞识别的位点有关细胞识别的位点q 细胞壁（细胞壁（cell wall）：植物细胞的细胞膜之外）：植物细胞的细胞膜之外 无生命结构，由细胞代谢产物，如无生命结构，由细胞代谢产物，如纤维素纤维素等，组成等，组成 功能：功能：支持支持和和保护保护，防止细胞吸涨破裂，防止细胞吸涨破裂q 细胞壁（细胞壁（cell wall）的组成：）的组成：纤维素（纤维素（cellulose）木质素（木质素（ligni
12、n）木栓质（木栓质（suberin）q 细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁 细胞核细胞核q 细胞质和细胞器细胞质和细胞器q 一切真核细胞都有完整的细胞核一切真核细胞都有完整的细胞核q 大多数细胞是单核的大多数细胞是单核的q 细胞核在细胞的细胞核在细胞的代谢代谢、生长生长和和分化分化中起重要作用中起重要作用q 细胞控制中心细胞控制中心：遗传物质主要位于细胞核：遗传物质主要位于细胞核q 细胞核包括：细胞核包括：核被膜核被膜、核基质核基质、染色质染色质和和核仁核仁q 核被膜与核纤层核被膜与核纤层 核被膜（核被膜（nuclear envelope）：核外面，两层膜，单层膜厚：核外面，两层膜，单层膜厚7-8
13、nm，膜之，膜之间的核周腔宽约间的核周腔宽约10-50 nm，外膜常与糙面内质网相连，外膜常与糙面内质网相连 核纤层（核纤层（nuclear lamina）：核膜内面，由核纤层蛋白组成：核膜内面，由核纤层蛋白组成q 核被膜与核纤层核被膜与核纤层 核孔（核孔（nuclear pore）：直径约：直径约50-100 nm，数目几千至上百万个，大分，数目几千至上百万个，大分子出入细胞核的选择性通道子出入细胞核的选择性通道q 染色质（染色质（chromatin）常染色质常染色质（euchromatin）：细丝状的部分，）：细丝状的部分，DNA长链分子展开的部分长链分子展开的部分 异染色质异染色质（he
14、terochromatin）：染色较深的团块，）：染色较深的团块，DNA长链分子紧缩盘长链分子紧缩盘绕的部分绕的部分q 染色质（染色质（chromatin）的组成）的组成 DNA 蛋白蛋白 少量少量RNA碱性蛋白碱性蛋白（组蛋白组蛋白，histone）：与）：与DNA相结合，共五种相结合，共五种非组蛋白非组蛋白：种类多，如：种类多，如DNA聚合酶、聚合酶、RNA聚合酶等聚合酶等q 染色质（染色质（chromatin）的组成）的组成 核小体核小体：4对对组蛋白（组蛋白（H2A、H2B、H3和和H4）构成核心，直径）构成核心，直径10 nm H1组蛋白组蛋白：核小体外侧结合：核小体外侧结合DNA，
15、稳定核小体，稳定核小体 连接体连接体DNA（linker DNA）：连接核小体的：连接核小体的DNA 一个核小体上的一个核小体上的DNA与与连接体连接体DNA，共约，共约200碱基对，构成碱基对，构成染色质丝的一染色质丝的一个单位个单位q 染色质（染色质（chromatin）间期时，间期时，染色质在染色质在H1和核心组蛋白的作用下，聚拢折叠成和核心组蛋白的作用下，聚拢折叠成30 nm纤维纤维 细胞分裂时，细胞分裂时，染色质进一步浓缩折叠成染色质进一步浓缩折叠成染色体（染色体（chromosome）q 核仁（核仁（nucleolus）圆形或椭圆形的颗粒状结构，无外膜，各种生物中数目固定（圆形或椭
16、圆形的颗粒状结构，无外膜，各种生物中数目固定（1-2个）个）富含富含蛋白质蛋白质和和RNA（rRNA，核糖体，核糖体RNA）由某一个或几个特定染色体的由某一个或几个特定染色体的核仁组织区核仁组织区形成，核仁组织区是形成，核仁组织区是rDNA的所的所在之处在之处 转录转录rRNA和和组装核糖体单位组装核糖体单位q 核基质（核基质（nuclear matrix）蛋白质蛋白质组成的纤维状网络，网孔中充有液体组成的纤维状网络，网孔中充有液体 核的支架核的支架 染色质附着的场所染色质附着的场所q 细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁q 细胞核细胞核 细胞质和细胞器细胞质和细胞器q 细胞质（细胞质（cytopla
17、sm）：质膜内，细胞核外：质膜内，细胞核外 细胞溶胶（细胞溶胶（cytosol）：透明、黏稠、高度有序、动态平衡的物质）：透明、黏稠、高度有序、动态平衡的物质 细胞器（细胞器（cell organelle）E内质网和核糖体内质网和核糖体E高尔基体高尔基体E溶酶体溶酶体E线粒体线粒体E微体微体E质体、液泡质体、液泡 细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）q 内质网和核糖体内质网和核糖体 内质网（内质网（endoplasmic reticulum）：细胞质内一系列囊腔和细管，：细胞质内一系列囊腔和细管，彼此相通，形成的一个隔离于细胞溶质的膜系统（占细胞总膜面彼此相通，形成的一个隔离于细胞溶
18、质的膜系统（占细胞总膜面积的积的一半一半）核糖体（核糖体（ribosome）：细胞合成蛋白质的场所：细胞合成蛋白质的场所内质网内质网光面内质网（光面内质网（SER）糙面内质网（糙面内质网（RER）q 内质网和核糖体内质网和核糖体 光面内质网（光面内质网（smooth ER）无无核糖体颗粒，核糖体颗粒，脂质合成脂质合成的主要场所，的主要场所，降解有毒分子降解有毒分子合成脂肪、磷脂合成脂肪、磷脂 脂肪细胞脂肪细胞合成甾体类激素合成甾体类激素睾丸、肾上腺细胞睾丸、肾上腺细胞 q 内质网和核糖体内质网和核糖体 糙面内质网（糙面内质网（rough ER）富有富有核糖体颗粒，合成并转运核糖体颗粒，合成并转
19、运蛋白质蛋白质蛋白质都是在蛋白质都是在核糖体核糖体上合成的，起始于细胞质基质，有些蛋白质在合成上合成的，起始于细胞质基质，有些蛋白质在合成开始后不久便转在开始后不久便转在糙面内质网糙面内质网上合成，这些蛋白质主要有：上合成，这些蛋白质主要有：向细胞外分泌的蛋白，如抗体、激素向细胞外分泌的蛋白，如抗体、激素 膜蛋白，并决定膜蛋白在膜中的排列方式膜蛋白，并决定膜蛋白在膜中的排列方式 需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶 需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白q 内质网和核糖体内质网和核糖体 核糖体核糖体唯一功能：
20、唯一功能：按照按照mRNA的指令由氨基酸合成多肽链的指令由氨基酸合成多肽链分类：分类：70S核糖体（核糖体（原核细胞原核细胞），），80S核糖体（核糖体（真核细胞真核细胞）构成：构成：均由大、小均由大、小两个亚单位两个亚单位构成构成只有当小亚单位与只有当小亚单位与mRNA结合结合后，大亚单位才与小亚单位结后，大亚单位才与小亚单位结合成完整的核糖体；肽链合成合成完整的核糖体；肽链合成终止后，大小亚单位解离终止后，大小亚单位解离70s ribosome80s ribosomeq 内质网和核糖体内质网和核糖体 信号假说（信号假说（signal hypothesis）蛋白质合成时，首先合成一段蛋白质合
21、成时，首先合成一段十几个十几个氨基酸组成的氨基酸组成的信号肽信号肽，指导，指导蛋白质转移至内质网上合成蛋白质转移至内质网上合成1999 Nobel laureate Dr.Gnter Blobelq 内质网和核糖体内质网和核糖体 蛋白质转入内质网合成的过程蛋白质转入内质网合成的过程信号肽与信号肽与信号识别颗粒（信号识别颗粒（SRP）结合结合 肽链延伸终止肽链延伸终止 SRP与内质网上与内质网上的的SRP受体受体结合结合 SRP脱离信号肽脱离信号肽 肽链在内质网上继续合成，同时信肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔号肽引导新生肽链进入内质网腔 信号肽被内质网腔内的信号肽被内
22、质网腔内的信号肽酶信号肽酶切除切除 肽链延伸至终止肽链延伸至终止 翻译体系解散翻译体系解散q 高尔基体（高尔基体（Golgi apparatus）1898年，年，Golgi应用银染法首先在猫头鹰的神经细胞内观察到应用银染法首先在猫头鹰的神经细胞内观察到 20世纪世纪50年代以后，才正确认识它的存在和结构年代以后，才正确认识它的存在和结构 它由数个它由数个扁平囊泡扁平囊泡堆在一起而形成，高度有极性堆在一起而形成，高度有极性Camillo Golgiq 高尔基体（高尔基体（Golgi apparatus）凸凸出的一面对着出的一面对着内质网内质网称为称为形成面（形成面（forming face）或或
23、顺面（顺面（cis face）凹凹进的一面对着进的一面对着质膜质膜称为称为成熟面（成熟面（mature face）或或反面（反面（trans face）中间膜囊中间膜囊 多数糖基修饰、糖脂的形成以及与高尔基体有关的多数糖基修饰、糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处糖合成均发生此处q 高尔基体（高尔基体（Golgi apparatus）功能：功能：将内质网合成的将内质网合成的蛋白质蛋白质进行加工、分类、包装，然后分门别类地进行加工、分类、包装，然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外送到细胞特定的部位或分泌到细胞外参与参与植物细胞壁植物细胞壁的形成，的形成，植物细胞壁中的纤维素植
24、物细胞壁中的纤维素和果胶质是在高尔基本和果胶质是在高尔基本中合成的中合成的q 溶酶体（溶酶体（lysosome）单层膜单层膜围绕、内含多种围绕、内含多种酸性水解酶酸性水解酶类的囊泡状细胞器，由高尔基类的囊泡状细胞器，由高尔基体断裂产生体断裂产生 主要功能：主要功能：进行进行细胞内消化细胞内消化，消化从外界吞入的颗粒以及细胞本，消化从外界吞入的颗粒以及细胞本身产生的碎渣身产生的碎渣 异质性异质性细胞器：不同溶酶体细胞器：不同溶酶体形态不同、大小不同、形态不同、大小不同、所含水解酶种类也可能不同所含水解酶种类也可能不同q 溶酶体（溶酶体（lysosome）分类：分类：初级溶酶体初级溶酶体：球形，内
25、容物均一，不含明显颗粒物：球形，内容物均一，不含明显颗粒物次级溶酶体次级溶酶体：由初级溶酶体和细胞内的自噬泡或异噬泡、胞饮泡：由初级溶酶体和细胞内的自噬泡或异噬泡、胞饮泡或吞噬泡融合形成；形态不规则，内部结构复杂，含颗粒、膜片、或吞噬泡融合形成；形态不规则，内部结构复杂，含颗粒、膜片、乃至细胞器等乃至细胞器等残余小体残余小体：未被消化的物质残存在溶酶体中，以类似胞吐的方式：未被消化的物质残存在溶酶体中，以类似胞吐的方式排出胞外排出胞外q 溶酶体（溶酶体（lysosome）特点：特点：溶酶体内呈溶酶体内呈酸性酸性，pH4.8或更低，各种水解酶只有在酸性环境中或更低，各种水解酶只有在酸性环境中才有
26、活性才有活性溶酶体膜与质膜厚度相近，但溶酶体膜与质膜厚度相近，但成分不同：成分不同：溶酶体膜有溶酶体膜有质子泵质子泵，将，将H+泵入溶酶体，使其泵入溶酶体，使其pH值降低值降低具有多种具有多种载体蛋白载体蛋白，用于水解产物向外转运，用于水解产物向外转运溶酶体膜蛋白溶酶体膜蛋白高度糖基化高度糖基化，有利于防止自身膜蛋白降解，有利于防止自身膜蛋白降解acid phosphatase in lysosomeq 溶酶体（溶酶体（lysosome）功能：功能：清除清除无用生物大分子、衰老细胞器及损伤死亡的细胞无用生物大分子、衰老细胞器及损伤死亡的细胞防御防御功能：巨噬细胞杀死病毒和细菌功能：巨噬细胞杀死
27、病毒和细菌其他其他生理功能：生理功能：作为消化器官为细胞提供营养作为消化器官为细胞提供营养蝌蚪尾巴的退化、断奶后乳腺的退行性变化蝌蚪尾巴的退化、断奶后乳腺的退行性变化受精：精子的顶体受精：精子的顶体q 线粒体（线粒体（mitochondrion）细胞的细胞的“动力工厂动力工厂”通过通过氧化磷酸化氧化磷酸化作用，将贮存在作用，将贮存在糖类糖类或或脂肪脂肪中的化学能转变为细中的化学能转变为细胞代谢可直接利用的能量分子胞代谢可直接利用的能量分子ATP（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）新陈代谢旺盛的细胞线粒体多新陈代谢旺盛的细胞线粒体多细胞功能旺盛的需能部位线粒体多细胞功能旺盛的需能部位线粒体多q 线粒体（
28、线粒体（mitochondrion）结构：结构：内外内外两层膜两层膜套叠而成的封闭囊状结构，内外膜不相连套叠而成的封闭囊状结构，内外膜不相连外膜外膜：孔蛋白（孔蛋白（porin）内膜内膜：向内折叠形成：向内折叠形成嵴嵴膜间隙膜间隙：无定形液体：无定形液体基质基质：蛋白质性胶状物质：蛋白质性胶状物质q 线粒体（线粒体（mitochondrion）化学组成：化学组成：蛋白质蛋白质（占干重（占干重65-70%）、）、脂类脂类（占（占25-30%）酶的定位：约酶的定位：约120种种酶酶外膜：单胺氧化酶外膜：单胺氧化酶内膜：细胞色素氧化酶、内膜：细胞色素氧化酶、ATP合成酶合成酶膜间隙：腺苷酸激酶膜间隙
29、：腺苷酸激酶基质：苹果酸脱氢酶基质：苹果酸脱氢酶q 线粒体（线粒体（mitochondrion）功能：功能：氧化磷酸化氧化磷酸化电子传递链电子传递链ATP合成酶合成酶q 线粒体（线粒体（mitochondrion）线粒体的线粒体的半自主性半自主性 线粒体中还存在线粒体中还存在DNA、RNA、DNA聚合酶、聚合酶、RNA聚合酶、核糖体、聚合酶、核糖体、氨基酸活化酶等进行氨基酸活化酶等进行DNA复制、转录和蛋白质翻译的全套装备，复制、转录和蛋白质翻译的全套装备，说明线粒体说明线粒体具有独立的遗传体系具有独立的遗传体系，能编码合成能编码合成13种多肽种多肽但线粒体的绝大多数蛋白质都由但线粒体的绝大多
30、数蛋白质都由核基因核基因编码，在胞质核糖体合成编码，在胞质核糖体合成受两套遗传系统控制受两套遗传系统控制半自主性半自主性q 线粒体（线粒体（mitochondrion）线粒体可能起源于线粒体可能起源于内共生内共生线粒体在形态，染色反应、化学组成、物理性质、活动状态、遗线粒体在形态，染色反应、化学组成、物理性质、活动状态、遗传体系等方面，都很像细菌传体系等方面，都很像细菌需氧细菌被原始真核细胞吞噬以后，互利共生。在进化过程中，需氧细菌被原始真核细胞吞噬以后，互利共生。在进化过程中，好氧细菌逐步丧失了独立性，并将大量遗传信息转移到宿主细胞好氧细菌逐步丧失了独立性，并将大量遗传信息转移到宿主细胞中，
31、形成了线粒体的半自主性中，形成了线粒体的半自主性q 质体（质体（plastid）植物细胞植物细胞的细胞器的细胞器白色体：分生组织和不见光的细胞中白色体：分生组织和不见光的细胞中含淀粉、蛋白质或油类含淀粉、蛋白质或油类有色体：有色体：含各种色素，如类胡萝卜素含各种色素，如类胡萝卜素叶绿体（叶绿体（chloroplast）q 质体（质体（plastid）叶绿体（叶绿体（chloroplast）光合作用光合作用的场所，将光能转变为化学能的场所，将光能转变为化学能同化二氧化碳和水，合成糖，同时产生分子氧同化二氧化碳和水，合成糖，同时产生分子氧叶绿体在细胞中的分布与光照有关叶绿体在细胞中的分布与光照有关
32、q 质体（质体（plastid）叶绿体的结构叶绿体的结构叶绿体膜叶绿体膜（外膜和内膜）（外膜和内膜）类囊体（类囊体（thylakoid）基粒类囊体基粒类囊体基质类囊体基质类囊体基质（基质（stroma）q 质体（质体（plastid）叶绿体的化学组成叶绿体的化学组成叶绿体膜：叶绿体膜：蛋白质、脂类蛋白质、脂类类囊体膜：类囊体膜：蛋白质（细胞色素、光系统等）、脂类蛋白质（细胞色素、光系统等）、脂类基质：基质：可溶性蛋白（可溶性蛋白（RuBP羧化酶）、羧化酶）、DNA、RNAq 质体（质体（plastid）叶绿体的主要功能：叶绿体的主要功能：光合作用（光合作用（photosynthesis）光反应
33、光反应类囊体膜上进行类囊体膜上进行暗反应暗反应基质中进行基质中进行 叶绿体也是叶绿体也是半自主性半自主性的细胞器的细胞器q 微体（微体（microbody）和溶酶体相似，和溶酶体相似，单层膜单层膜包被包被 所含所含酶酶不同、不同、pH为为中性中性 分类：分类：过氧化物酶体（过氧化物酶体（peroxisome）：）：氧化酶氧化酶分解脂肪酸，产生的分解脂肪酸，产生的H2O2再被再被过氧化氢酶过氧化氢酶分解分解乙醛酸循环体（乙醛酸循环体（glyoxisome）：仅）：仅存于存于植物细胞植物细胞参与参与光呼吸光呼吸反应；将种子中的反应；将种子中的脂肪酸转化为糖脂肪酸转化为糖，用于萌发，用于萌发q 液泡
34、（液泡（vacuole）植物细胞植物细胞单层膜包被的充满单层膜包被的充满细胞液（细胞液（cell sap）的囊泡的囊泡 液泡随细胞成长而发展：多个液泡随细胞成长而发展：多个 一个；一个；5%95%功能：功能：细胞液是高渗的，使细胞吸涨饱满细胞液是高渗的，使细胞吸涨饱满含有花色素苷，决定花、果、叶的颜色含有花色素苷，决定花、果、叶的颜色贮存代谢废物贮存代谢废物q 细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）真核细胞真核细胞中的中的蛋白质蛋白质纤维网架体系纤维网架体系 组成：组成：微管微管、微丝微丝、中间纤维中间纤维 功能：功能：参与细胞运动、物质运输、能量转换、细胞分裂、基因表达、及参与细胞运
35、动、物质运输、能量转换、细胞分裂、基因表达、及细胞分化等细胞分化等q 细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微管（微管（microtubule）平均外径平均外径24 nm的中空长管状纤维的中空长管状纤维除除红细胞红细胞外，真核细胞都有微管外，真核细胞都有微管参与纺锤体、鞭毛、纤毛、轴突、神经管等构成参与纺锤体、鞭毛、纤毛、轴突、神经管等构成功能：功能：细胞形态维持、细胞运动、细胞分裂细胞形态维持、细胞运动、细胞分裂q 细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微管（微管（microtubule）由由微管蛋白（微管蛋白（tubulin）构成构成微管蛋白含微管蛋白含a a、b b两个亚
36、基两个亚基a a、b b二聚体螺旋排列形成二聚体螺旋排列形成原纤维原纤维1313根原纤维合拢成一段微管根原纤维合拢成一段微管微管具有微管具有极性（极性（+/-+/-）“踏车踏车”现象现象q 细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微管（微管（microtubule）微管蛋白微管蛋白二聚体上具有两个位点：二聚体上具有两个位点：秋水仙素秋水仙素结合位点：育种，产生多倍体结合位点：育种，产生多倍体常春藤碱常春藤碱结合位点：抗癌结合位点：抗癌紫杉醇紫杉醇：促进微管装配、增加稳定性；抗癌：促进微管装配、增加稳定性；抗癌q 细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微丝（微丝（microfila
37、ment）又称又称肌动蛋白丝（肌动蛋白丝（actin filament）直径直径7 nm的骨架纤维的骨架纤维组成单体为组成单体为肌动蛋白肌动蛋白单体相连成串，两串以右手螺旋扭缠成束，即微丝单体相连成串，两串以右手螺旋扭缠成束，即微丝微丝在动植物细胞中都有，肌动蛋白没有特异性微丝在动植物细胞中都有，肌动蛋白没有特异性微微丝丝也有也有极性（极性（+/-+/-）q 细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微丝（微丝（microfilament）微丝装配的微丝装配的“踏车踏车”现象现象q 细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微丝（微丝（microfilament）微丝易于解聚成单体，单
38、微丝易于解聚成单体，单体又容易重新聚合成微丝，体又容易重新聚合成微丝，因此有因此有运动运动功能：功能：肌肉收缩、变形运动、及肌肉收缩、变形运动、及胞质分裂等胞质分裂等横纹肌横纹肌、纤维细胞纤维细胞、肠微肠微绒毛绒毛均有丰富的微丝均有丰富的微丝q 细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微丝（微丝（microfilament）细胞松弛素细胞松弛素B：结合在微丝（）端抑制肌动蛋白聚合到微丝纤：结合在微丝（）端抑制肌动蛋白聚合到微丝纤维上，并引起肌动蛋白解聚维上，并引起肌动蛋白解聚鬼笔环肽鬼笔环肽：与微丝特异性结合，防止肌动蛋白丝解聚：与微丝特异性结合，防止肌动蛋白丝解聚两者作用相反，但都能特
39、异性的抑制微丝功能，引起细胞变形，两者作用相反，但都能特异性的抑制微丝功能，引起细胞变形，使细胞骨架发生变化使细胞骨架发生变化q 细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）中间纤维中间纤维（intermediate filament）直径直径8-10 nm，介于微管和微丝之间，介于微管和微丝之间最稳定的细胞骨架成分，最稳定的细胞骨架成分，支持、运动的功能支持、运动的功能形态上非常相似，但其组成蛋白却不尽相同：形态上非常相似，但其组成蛋白却不尽相同：角蛋白角蛋白(keratin)：上皮细胞：上皮细胞波形蛋白波形蛋白(vimentin)：成纤维细胞：成纤维细胞层粘连蛋白层粘连蛋白(lamini
40、n)：上皮组织基础膜：上皮组织基础膜细胞核膜下的核纤层也是中间纤维构成细胞核膜下的核纤层也是中间纤维构成q 鞭毛、纤毛和中心粒鞭毛、纤毛和中心粒 鞭毛和纤毛鞭毛和纤毛：细胞表面的附属物：细胞表面的附属物运动功能运动功能两者基本结构相同：微管，横切面呈两者基本结构相同：微管，横切面呈9(2)+2排列排列长度、数量不同长度、数量不同 基粒：基粒：微管构成，呈微管构成，呈9(3)+0排列，与鞭毛和纤毛的基部相连排列，与鞭毛和纤毛的基部相连 中心粒：中心粒：微管构成，与基粒同源，结构相似，位于中心体（微管微管构成，与基粒同源，结构相似，位于中心体（微管组织中心）中组织中心）中q 细胞溶胶细胞溶胶 除细
41、胞器以外的细胞质液体部分除细胞器以外的细胞质液体部分 细胞骨架位于其中细胞骨架位于其中 富含蛋白质，拥有细胞富含蛋白质，拥有细胞25-50%的蛋白质的蛋白质 含有多种酶，是细胞多种代谢活动的场所含有多种酶，是细胞多种代谢活动的场所 胞质溶胶中还有细胞的各种内含物胞质溶胶中还有细胞的各种内含物q 细胞器膜、核膜、质膜的分子结构类似，统称细胞器膜、核膜、质膜的分子结构类似，统称生物膜生物膜 厚厚7-8 nm 真核细胞的生物膜占细胞干重的真核细胞的生物膜占细胞干重的70-80%，内质网膜内质网膜最多，占总膜最多，占总膜面积的一半面积的一半 生物膜生物膜把细胞空间分隔开，使细胞具有把细胞空间分隔开，使
42、细胞具有了界限分明、功能各异的工作单位了界限分明、功能各异的工作单位细胞器细胞器 分隔使膜面积大大增加，提高物质合成、分隔使膜面积大大增加，提高物质合成、运输等生命活动的效率运输等生命活动的效率q 生物膜主要由生物膜主要由脂质脂质、蛋白质蛋白质以以非共价键非共价键组合装配而成组合装配而成q 生物膜的骨架是生物膜的骨架是磷脂双分子层磷脂双分子层，又称脂双层，又称脂双层q 蛋白质蛋白质以不同方式镶嵌，执行膜的许多重要功能以不同方式镶嵌，执行膜的许多重要功能q 质膜表面有少量质膜表面有少量糖类糖类分子分子糖脂糖脂和和糖蛋白糖蛋白q 流动镶嵌模型（流动镶嵌模型（fluid mosaic model）1
43、972年，年，S.J.Singer和和G.Nicolson提出提出 膜是膜是流动流动的，膜蛋白和膜脂均可侧向运动的，膜蛋白和膜脂均可侧向运动 膜蛋白的分布是膜蛋白的分布是不对称不对称的的 均由均由磷脂双分子层磷脂双分子层构成构成q 脂双层脂双层 在生物膜的总重量中，脂类约占在生物膜的总重量中，脂类约占40-50%膜脂主要包括：膜脂主要包括：磷脂（主要）磷脂（主要）、糖脂糖脂和和胆固醇胆固醇三类三类q 脂双层脂双层 磷脂构成膜脂的基本成分，占整个膜脂磷脂构成膜脂的基本成分，占整个膜脂50%以上以上 磷脂分子具有磷脂分子具有一个极性的头一个极性的头和和两个非极性的尾两个非极性的尾 脂双层表面是磷脂
44、分子的脂双层表面是磷脂分子的亲水端亲水端 内部是磷脂分子的内部是磷脂分子的疏水性脂肪酸链疏水性脂肪酸链q 脂双层脂双层 糖脂约占膜脂总量的糖脂约占膜脂总量的5%以下以下 糖脂具有糖脂具有细胞专一性细胞专一性，常是细胞表面的标志性物质，常是细胞表面的标志性物质 糖脂又是细胞表面糖脂又是细胞表面抗原抗原的重要组分的重要组分糖脂决定糖脂决定ABO血型血型q 脂双层脂双层 胆固醇只存在于动物细胞，含量不超过膜脂的胆固醇只存在于动物细胞，含量不超过膜脂的1/3 胆固醇分子也是极性分子胆固醇分子也是极性分子“脂筏脂筏”：胆固醇与鞘磷脂构成：胆固醇与鞘磷脂构成q 脂双层脂双层 脂双层中的脂分子进行各种形式的
45、快速运动：脂双层中的脂分子进行各种形式的快速运动：1.沿膜平面的沿膜平面的侧向运动侧向运动2.围绕轴心的围绕轴心的自旋运动自旋运动3.脂分子尾部的脂分子尾部的摆动运动摆动运动4.脂分子尾部脂肪酸链沿着纵轴进行的脂分子尾部脂肪酸链沿着纵轴进行的伸缩震荡伸缩震荡5.双层脂分子之间的双层脂分子之间的翻转运动翻转运动6.脂分子尾部脂肪酸链围绕脂分子尾部脂肪酸链围绕C-C键的键的旋转异构旋转异构q 脂双层脂双层 脂双层的功能：脂双层的功能：有利于细胞保持正常的结构和功能有利于细胞保持正常的结构和功能屏障作用屏障作用，使膜两侧的水溶性物质不能自由通过，使膜两侧的水溶性物质不能自由通过，为细胞的生命为细胞的
46、生命活动提供相对稳定的内环境活动提供相对稳定的内环境脂类成分随不同生物而不同，脂双层结构的复杂性保证了膜蛋白脂类成分随不同生物而不同，脂双层结构的复杂性保证了膜蛋白的嵌入及其特定功能的发挥的嵌入及其特定功能的发挥q 膜蛋白膜蛋白 膜蛋白是膜功能的主要体现者膜蛋白是膜功能的主要体现者 不同生物膜中的蛋白质含量不同：不同生物膜中的蛋白质含量不同：线粒体内膜线粒体内膜75%神经纤维髓鞘膜神经纤维髓鞘膜25%质膜质膜50%q 膜蛋白膜蛋白 膜蛋白分为两大类：膜蛋白分为两大类：内在膜蛋白（内在膜蛋白（intrinsic protein）以疏水部分直接与磷脂疏水部分以疏水部分直接与磷脂疏水部分非共价非共价
47、结合，大多两端亲水，也有结合，大多两端亲水，也有仅一端亲水仅一端亲水外在膜蛋白（外在膜蛋白（extrinsic protein）以以非共价键非共价键结合在内在蛋白的外端，或结合在磷脂分子的亲水头上结合在内在蛋白的外端，或结合在磷脂分子的亲水头上q 膜蛋白膜蛋白 膜蛋白也有流动性膜蛋白也有流动性膜蛋白在脂双层中自由移动膜蛋白在脂双层中自由移动某些膜蛋白与某些膜蛋白与细胞骨架细胞骨架结合，结合，限制膜蛋白的运动限制膜蛋白的运动膜蛋白与膜蛋白与膜脂分子膜脂分子相互作用，相互作用，影响膜蛋白的运动影响膜蛋白的运动q 膜蛋白膜蛋白 膜蛋白的功能：膜蛋白的功能：物质运输物质运输作为作为“载体载体”将物质转
48、运进出细胞将物质转运进出细胞酶酶催化膜上特异化学反应，如内质网膜上的酶催化磷脂合成催化膜上特异化学反应，如内质网膜上的酶催化磷脂合成受体受体作为激素或其他化学物质的受体，如甲状腺细胞上有接作为激素或其他化学物质的受体，如甲状腺细胞上有接受来自脑垂体的促甲状腺素的受体受来自脑垂体的促甲状腺素的受体细胞识别细胞识别作为表面抗原，与特异抗体结合（人类白细胞抗原作为表面抗原，与特异抗体结合（人类白细胞抗原HLA）q 糖和糖萼糖和糖萼 膜糖膜糖：细胞膜表面的糖：细胞膜表面的糖 分类分类糖蛋白：糖蛋白：与膜蛋白结合而成与膜蛋白结合而成糖脂：糖脂：与脂质结合而成与脂质结合而成 成分：半乳糖、甘露糖、半乳糖胺
49、、葡萄糖胺、葡萄糖、唾液酸等成分：半乳糖、甘露糖、半乳糖胺、葡萄糖胺、葡萄糖、唾液酸等 功能：与功能：与细胞识别细胞识别有关；固定膜中的蛋白质有关；固定膜中的蛋白质q 糖和糖萼糖和糖萼 糖萼（糖萼（glycocalyx）：）：位于细胞表面，由寡糖链和蛋白质共同构成，或称糖被。位于细胞表面，由寡糖链和蛋白质共同构成，或称糖被。各种细胞的糖萼具有特异性，与细胞识别有关各种细胞的糖萼具有特异性，与细胞识别有关q 影响膜流动性的因素影响膜流动性的因素与膜本身组分、遗传因子和环境因子有关，包括：与膜本身组分、遗传因子和环境因子有关，包括：胆固醇胆固醇：胆固醇含量增加，膜流动性降低：胆固醇含量增加，膜流动
50、性降低 脂肪酸链的饱和度脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，膜流动性增加：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，膜流动性增加 脂肪酸链的链长脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低 卵磷脂卵磷脂/鞘磷脂鞘磷脂：比例高则膜流动性增加，因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂：比例高则膜流动性增加，因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂 其他因素：其他因素：膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸碱度、离子强度等膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸碱度、离子强度等q 生物膜（质膜）的功能生物膜（质膜）的功能 为细胞生命活动提供为细胞生命活动提供相对稳定的内环境相对稳定的内环境 选择性的选择
